SU1554871A1 - Saturator - Google Patents
Saturator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1554871A1 SU1554871A1 SU874319667A SU4319667A SU1554871A1 SU 1554871 A1 SU1554871 A1 SU 1554871A1 SU 874319667 A SU874319667 A SU 874319667A SU 4319667 A SU4319667 A SU 4319667A SU 1554871 A1 SU1554871 A1 SU 1554871A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas
- chamber
- cavity
- metering pump
- membrane
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к устройствам дл сатурировани напитков и может найти применение в торговом машиностроении, при производстве сатурационных аппаратов дл приготовлени и выдачи газированных напитков. Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности в работе. Сатуратор содержит насос-дозатор 1 с дозирующей 3 и перепускной 4 полост ми и поршнем 2, смесительную камеру 6, силовую газовую камеру 10, установленную на насосе-дозаторе 1 и содержащую мембрану 11, газоподвод щий трубопровод, систему подвод щих трубопроводов и распределительных клапанов. Предохранительный клапан 8 размещен на смесительной камере. Возвратна пружина 16 установлена в надмембранной полости силовой газовой камеры. Диаметр рабочей поверхности мембраны силовой камеры устанавливают по зависимости, ув зывающей основные геометрические параметры сатуратора с его режимными параметрами. 1 ил.The invention relates to beverage saturation devices and can be used in commercial machinery, in the manufacture of saturation apparatuses for preparing and dispensing carbonated beverages. The purpose of the invention is to increase operational reliability in operation. The saturator contains a metering pump 1 with a metering 3 and a bypass 4 cavities and a piston 2, a mixing chamber 6, a power gas chamber 10 installed on the metering pump 1 and containing a diaphragm 11, a gas supply pipe, a supply pipe system and distribution valves. The safety valve 8 is placed on the mixing chamber. The return spring 16 is installed in the supramembrane cavity of the power gas chamber. The diameter of the working surface of the membrane of the force chamber is determined according to the dependence that relates the basic geometrical parameters of the saturator with its regime parameters. 1 il.
Description
Изобретение относится к торговому машиностроению, а именно к сатурационным аппаратам для приготовления и порционной выдачи газированных напитков, 5The invention relates to commercial engineering, namely, saturation apparatus for the preparation and portioning of carbonated drinks, 5
Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности в работе.The purpose of the invention is to increase operational reliability.
В сатураторе, содержащем насос-дозатор с дозирующей и перепускной по- jq лостями и поршнем, смесительную камеру, силовую газовую камеру, установленную на насосе-гдозаторе и содержащую мембрану, связанную с поршнем на соса-дозатора и разделяющую силовую камеру на надмембранную и подмембранную полости, соединенные между собой трубопроводом с управляемым клапаном, газоподводящий трубопровод, связанный через управляемый клапан с подмембранной полостью, а также систему подводящих трубопроводов и распределительных клапанов, мембрана снабжена возвратной пружиной, установленной в надмембранной полости силовой камеры, а смесительная камера содержит предохранительный клапан для сброса газа, причем диаметр рабочей поверхности мембраны определяется по формуле____________________________, (где DM и Dn - диаметры рабочей поверхности мембраны и поршня насоса-дозатора;In a saturator containing a metering pump with a metering and bypass jq cavities and a piston, a mixing chamber, a power gas chamber mounted on a metering pump and containing a membrane connected to the piston on a suction meter and separating the power chamber on the supmembrane and submembrane cavities interconnected by a pipeline with a controlled valve, a gas supply pipe connected through a controlled valve with a submembrane cavity, as well as a system of supply pipelines and distribution valves, the membrane is supplied with a return spring mounted in the cavity nadmembrannoy force chamber and the mixing chamber comprises a safety valve to release gas, wherein the diameter of the working surface of the membrane is determined by the formula ____________________________ (wherein D M and D n - working surface of the membrane and the diameters of the metering pump piston;
ψ - коэффициент насыщения жидкости газом, достигаемый в данном аппаЬР, и bP<iψ is the coefficient of saturation of the liquid with gas, achieved in this appar, and bP <i
Рате; 40 Rat; 40
- перепады давления между дозирующей и перепускной полостями, необходимые для работы смесительной камеры и 4$ для подсоса дозы жидкости в дозирующую по. ~ лость;- pressure differences between the metering and bypass cavities necessary for the mixing chamber to work and $ 4 for suctioning a dose of liquid into the metering software. ~ lost;
С - требуемая концентрация растворенного в напитке диоксида углерода.C is the required concentration of carbon dioxide dissolved in the drink.
ГПрζ ~ константа фазового ; равновесия системы вода - диоксид углерода;Гпрζ ~ phase constant; equilibrium of the water - carbon dioxide system;
R - универсальная газовая J постоянная;R is the universal gas J constant;
Ч и Т - молекулярная масса и температура газа.H and T are the molecular weight and temperature of the gas.
Наличие у мембраны возвратной пружины, установленной в надмембранной полости силовой камеры, позволяет при соединении ее полостей получить в дозирующей полости насоса-дозатора разрежение, необходимое для подсоса газируемой жидкости, находящейся в открытом резервуаре. Установка на смесительной камере предохранительного клапана для сброса газа, срабатывающего при превышении давления газа в камере сверх установленного давления сатурации, позволяет осуществлять автоматическое удаление из камеры накопившегося в ней воздуха. Это повышает эксплуатационную надежность устройства, так как исключается возможность потери работоспособности устройства при накоплении в смесительной камере выделившегося воздуха.The presence of a return spring in the membrane installed in the supranembrane cavity of the power chamber allows, when connecting its cavities, to obtain the vacuum required in the metering cavity of the metering pump to suck in the carbonated liquid in an open reservoir. The installation of a safety valve on the mixing chamber for venting gas, which is triggered when the gas pressure in the chamber is exceeded above the set saturation pressure, allows automatic removal of the air accumulated in it from the chamber. This increases the operational reliability of the device, since it eliminates the possibility of loss of operability of the device during the accumulation of released air in the mixing chamber.
Увязка основных геометрических параметров устройства с его режимными параметрами позволяет осуществлять точную дозировку потребляемого газа, что обеспечивает работоспособность устройства и получение заданной степени насыщения напитка газом. Кроме того, это позволяет отказаться от отдельного трубопровода низкого давления для подпитки устройства газом, что упрощает его конструкцию.Linking the basic geometric parameters of the device with its operating parameters allows for accurate dosage of the consumed gas, which ensures the operability of the device and obtaining a given degree of saturation of the drink with gas. In addition, this eliminates the need for a separate low-pressure pipeline to feed the device with gas, which simplifies its design.
Выполнение диаметра мембраны по определенной расчетной формуле, увязывающей основные геометрические и заданные режимные парметры сатуратора, позволяет наиболее рационально использовать энергию сжатого диоксида углерода. Поскольку отклонение одного или нескольких режимных параметров у известного сатуратора от своего первоначального значения приводит к потере работоспособности устройства, т.е. надежность работы сатуратора зависит от многих, часто нестабильных по своему значению, факторов, то в данном, сатураторе всякое изменение режимных параметров в любом случае не приводит к потере работоспособности устройства, возможно лишь снижение качества напитка или увеличение расхода газа. Безусловная работоспособ'ность сатуратора обеспечивается как дополнительной установкой предохранительного клапана для сброса газа, так и выполнением по соответствующей зависимости диаметра рабочей поверхности мембраны.The implementation of the diameter of the membrane according to a specific calculation formula, linking the basic geometric and specified operating parameters of the saturator, allows the most efficient use of the energy of compressed carbon dioxide. Since the deviation of one or more operating parameters of a known saturator from its initial value leads to a loss of operability of the device, i.e. the reliability of the saturator depends on many factors that are often unstable in importance, then in this saturator any change in the operating parameters in any case does not lead to a loss of operability of the device, it is only possible to reduce the quality of the drink or increase the gas consumption. Unconditional operability of the saturator is ensured both by additional installation of a safety valve for gas discharge, and by the implementation of the corresponding dependence of the diameter of the working surface of the membrane.
5 1554871 5 1554871
Предохранительный клапан исключает возможность потери работоспособности . устройством при возникновении следующей ситуации. Если какой-либо режимный параметр сатуратора изменился (к примеру, на газирование поступила жидкость с более высокой температурой или жидкость имеет иную растворимость в ней газа, чем расчетная), что ведет к тому, что не весь отработанный газ растворится в жидкости, а будет накапливаться, повышая давление в полостях и смесительной камере, то клапан при этом обеспечит сброс избытков газа в атмосферу и будет осуществлять это в любой нестандарт ной ситуации.The safety valve eliminates the possibility of loss of performance. device when the following situation occurs. If any operating parameter of the saturator has changed (for example, a liquid with a higher temperature has entered the aeration or the liquid has a different solubility of gas in it than the calculated one), which leads to the fact that not all exhaust gas will dissolve in the liquid, but will accumulate By increasing the pressure in the cavities and the mixing chamber, the valve will ensure the discharge of excess gas into the atmosphere and will do this in any unusual situation.
Основные геометрические параметры сатураторе, подлежащие определению диаметры рабочей поверхности мембраны силовой газовой камеры и поршня насоса-дозатора DH и Dq.The main geometrical parameters of the saturator to be determined are the diameters of the working surface of the membrane of the power gas chamber and the piston of the metering pump D H and Dq.
Основными режимными параметрами сатураторов для приготовления и порционной выдачи газированной воды являются:The main operating parameters of saturators for the preparation and portioning of sparkling water are:
температура подводимой воды Т{ и окружающей среды , (К);temperature of the supplied water T { and the environment, (K);
требуемая концентрация растворенного в воде диоксида углерода С, (кг/м3);the required concentration of carbon dioxide C dissolved in water, (kg / m 3 );
входное давление воды, а в рассматриваемом случае - необходимое разрежение в дозирующей.полости насосадозатора, достаточное для забора воды из открытого резервуара (Па).the inlet water pressure, and in the case under consideration, the necessary vacuum in the dosing cavity of the metering pump, sufficient to draw water from an open reservoir (Pa).
Для получения заданной концентра· ции растворенного в готовом напитке •газа необходимо в смесительной камере поддерживать давление газа _С Шрс р2--“ψ ’To obtain a given concentration of gas dissolved in the finished drink • gas, it is necessary to maintain the gas pressure in the mixing chamber _С Шрс р 2 - “ψ '
где ГПр£~ константа фазового равновесия системы, зависящая толь- ду ко от температуры воды, i /Па·м3, , кгwhere Гпр £ ~ is the phase equilibrium constant of the system, which depends only on the water temperature, i / Pa · m 3 ,, kg
Ψ - коэффициент насыщения, который обеспечивает данный сатуратор.Ψ is the saturation coefficient that this saturator provides.
. Для сатураторов инжекционно-струйного типа .рассчитывают коэффициент насыщения ψ и напор ЙР( на форсунке, необходимый для его получения. $$. For saturators of the injection-jet type., They calculate the saturation coefficient ψ and the pressure of the NR ( on the nozzle necessary to obtain it. $$
Для обеспечения требуемых перепадов давления дР., и соотношение площади мембраны и поршня насоса-дозатора должно быть равно (3)To ensure the required pressure drops, etc., and the ratio of the area of the membrane and the piston of the metering pump should be equal to (3)
Sh=(U?4 + ДР4 s? р7-р; ’ где Р( - входное давление газаSh = (U? 4 + DR 4 s? P7-p; 'where P ( is the inlet gas pressure
Для нормальной работы устройства весь газ, поступивший в подмембранную полость силовой камеры, должен впоследствии раствориться в воде, т.е. масса поступившего газа должна быть равна произведению С на объем дозы воды VgFor normal operation of the device, all the gas entering the submembrane cavity of the power chamber must subsequently dissolve in water, i.e. the mass of the incoming gas should be equal to the product C by the volume of the dose of water Vg
V4 - объем подмембранной полости при крайнем верхнем положении мембраны, где илиV 4 - the volume of the submembrane cavity at the extreme upper position of the membrane, where or
R-Tr VrSn-R.T2 ’ где R и^ - газовая постоянная и молекулярная масса диоксида углерода.RT r V r S n -R.T2 'where R and ^ are the gas constant and molecular mass of carbon dioxide.
Совместное решение уравнений (2), (3), и (4) позволяет получить зависимость для соотношения площадей рабочих поверхностей мембраны и поршня _ 4Ρ<+ΛΡα_Ί s^fhpEL (Г с г или с учетом и Sn——The joint solution of equations (2), (3), and (4) allows us to obtain the dependence for the ratio of the areas of the working surfaces of the membrane and piston _ 4Ρ < + ΛΡα_Ί s ^ fhpE L (G with g or taking into account and S n ——
На чертеже схематично изображен предлагаемый сатуратор.The drawing schematically shows the proposed saturator.
Сатуратор содержит насос-дозатор 1, внутренняя полость которого разделена подвижным поршнем 2 на дозирующую 3 и перепускную 4 полости, смесительный орган в виде форсунки 5, установленной в смесительной камере 6, входной канал которой через обратный клапан 7 сообщается с дозирующей полостью 3. Смесительная камера 6 содержит предохранительный клапан 8 для сброса газа, сообщается с перепускной полостью 4 насоса-дозатора 1 через магистраль с соленоидным клапаном 9, Силовая газовая камера 10 установлена на насосе-дозаторе 1 и разделена мембраной 11 на надмембранную 12 и подмембранную 13 полости, которые сообщаются трубопроводом с соленоидным клапаном 14. Мембрана жестко соединена с поршнем 2. Надмембранная полость 12 соединена трубопроводом 15 со смесительной камерой 6, в ней установлена возвратная пружина 16, воздействующая на мембраThe saturator contains a metering pump 1, the internal cavity of which is divided by a movable piston 2 into a metering 3 and a bypass 4 cavity, a mixing body in the form of an nozzle 5 installed in the mixing chamber 6, the inlet channel of which is connected through the check valve 7 to the metering cavity 3. The mixing chamber 6 contains a safety valve 8 for discharging gas, communicates with the bypass cavity 4 of the metering pump 1 through a line with a solenoid valve 9, The power gas chamber 10 is installed on the metering pump 1 and is divided by a membrane 11 into a supramembrane 12 and a submembrane 13 cavity, which are connected by a pipeline with a solenoid valve 14. The membrane is rigidly connected to the piston 2. The supmembrane cavity 12 is connected by a pipe 15 to the mixing chamber 6, a return spring 16 is installed in it, acting on the membrane
Ί ну 11, Подмембранная полость·13 сообщается трубопроводом 17, на котором установлены соленоидный клапан 18 и редуктор 19 давления с источником диоксида углерода. Сатуратор снабжен датчиками 20 и 21, на которые воздействует шток 22 поршня 2. Сатуратор содержит также сливную магистраль 23 с соленоидным клапаном 24, а дозирующая полость 3 насоса-дозатора 1 соединена трубопроводом с обратным клапаном 25 с газируемой жидкостью, находящейся в открытой емкости 26.No. 11, Submembrane cavity · 13 is communicated by a pipe 17, on which a solenoid valve 18 and a pressure reducer 19 with a carbon dioxide source are installed. The saturator is equipped with sensors 20 and 21, which are affected by the piston rod 22. The saturator also contains a drain line 23 with a solenoid valve 24, and the metering cavity 3 of the metering pump 1 is connected by a pipeline to the non-return valve 25 with carbonated liquid located in an open container 26.
Сатуратор работает следующим образом.·The saturator works as follows. ·
Исходным является крайнее верхнее положение поршня 2 и мембраны 11. Возвратная пружина 16 находится в сжатом состоянии. В подмембранной полости 13 находится диоксид углерода под рабочим -давлением , которое устанавливается редуктором 19. В перепускной полости 4 находится готовая к выдаче доза газированной воды. Все соленоидные клапаны закрыты.The starting position is the extreme upper position of the piston 2 and the membrane 11. The return spring 16 is in a compressed state. In the submembrane cavity 13 is carbon dioxide under the working pressure, which is set by the gear 19. In the bypass cavity 4 is a ready-to-dispense dose of sparkling water. All solenoid valves are closed.
По сигналу потребителя открываются соленоидные клапаны 24 и 1ч. При этом давление диоксида углерода в надмембранной 12, подмембранной 13 полостях и смесительной камере 6 выравнивается до величины Рй. Под действием возвратной пружины 16 мембрана 11 и соответственно поршень 2. перемещаются вниз, при этот! между полостями 3 и 4 создается перепад давлений ДРа (разрежение), а доза газированного напитка выдается в стакан потребителю, в дозирующую полость 3 через обратный клапан 25 из емкости 26 подсасывается порция охлажденной жидкости. Ио достижении поршнем 2 и мембраны 11 крайнего нижнего положения шток 22 поршня воздействует на датчик 21', который подает сигналы на закрытие соленоидных клапанов 14 и 24 и открытие клапанов 18 и 9.At the consumer's signal, the solenoid valves 24 and 1 h open. In this case, the pressure of carbon dioxide in the supranembrane 12, the submembrane 13 cavities and the mixing chamber 6 is equalized to the value of P y . Under the action of the return spring 16, the membrane 11 and, accordingly, the piston 2. are moved down, with this! between the cavities 3 and 4, a differential pressure is created ДР а (rarefaction), and the dose of carbonated drink is dispensed into the glass to the consumer, a portion of the cooled liquid is sucked into the metering cavity 3 through the check valve 25 from the container 26. When piston 2 and diaphragm 11 reach their lowest position, the piston rod 22 acts on the sensor 21 ', which signals the closing of the solenoid valves 14 and 24 and the opening of the valves 18 and 9.
В результате газ поступает в подмембранную полость 13, создавая в ней давление Р, .За счет разности давлений Pf -Pg мембрана 11 начинает перемещаться вверх, сжимая возвратную пружину 16 и создавая между полостями 4 и 3 насоса-дозатора перепад давлений /хР( , достаточный для эффективной работы смесительной камеры 6. Вода из дозирующей полости 3 через обратный клапан 7 и форсунку 5 поступает в камеру 6, где происходит ее насыщение диоксидом углерода. При этом вытесняемый из полости 12 газ полностью растворяется в воде и давление в смесительной камере не поднимается выше первоначального значения Ρζ) . Газированная вода из камеры 6 через клапан 9 поступает в перепускную полость 4, где накапливается очередная доза газированной воды. По достижении крайнего верхнего положения шток поршня 2 воздействует на датчик 20, который подает сигнал на закрытие клапанов 18 и 9. Устройство возвращается в исходное положение.As a result, the gas enters the submembrane cavity 13, creating a pressure P in it. Due to the pressure difference P f -Pg, the membrane 11 begins to move upward, compressing the return spring 16 and creating a pressure difference / xP between the cavities 4 and 3 of the metering pump ( , sufficient for the efficient operation of the mixing chamber 6. Water from the metering cavity 3 through the check valve 7 and the nozzle 5 enters the chamber 6, where it is saturated with carbon dioxide, while the gas displaced from the cavity 12 is completely dissolved in water and the pressure in the mixing chamber does not rises above the initial value Ρζ). Sparkling water from the chamber 6 through the valve 9 enters the bypass cavity 4, where the next dose of sparkling water is accumulated. Upon reaching the extreme upper position, the piston rod 2 acts on the sensor 20, which sends a signal to close the valves 18 and 9. The device returns to its original position.
В случае, если по какой-либо причине, например в результате накопления воздуха в камере 6, весь газ, поступающий в устройство, растворяется в воде, давление в полости 12 и камере 6 повышается сверх нормальной величины Р,; , что приводит к срабатыванию предохранительного клапана 8. При этом воздух из камеры 6 удаляется, давление газа в ней падает до величины Pq и первоначально заданные режимные параметры устройства восстанавливаются.In the event that for some reason, for example, as a result of the accumulation of air in the chamber 6, all the gas entering the device dissolves in water, the pressure in the cavity 12 and the chamber 6 rises above the normal value P ,; , which leads to the operation of the safety valve 8. In this case, the air from the chamber 6 is removed, the gas pressure in it drops to the value Pq and the initially set operating parameters of the device are restored.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый сатуратор обеспечивает возможность приготовления газированных напитков из заранее приготовленных жидкостей, находящихся в открытых резервуарах, что расширяет его технологические возможности и повышает эксплуатационную надежность, так как работоспособность устройства не зависит от входного давления воды.Thus, in comparison with the prototype, the proposed saturator provides the ability to prepare carbonated drinks from pre-prepared liquids in open tanks, which expands its technological capabilities and increases operational reliability, since the operability of the device does not depend on the input pressure of water.
Кроме того, использование данного сатуратора позволяет отказаться от газоподводящего трубопровода низкого давления и обеспечивает автоматическое поддержание на заданном уровне концентрации·растворенного в напитке диоксида углерода, что также повышает надежность устройства и упрощает его конструкцию.In addition, the use of this saturator allows you to abandon the low pressure gas supply pipe and provides automatic maintenance at a given level of concentration of carbon dioxide dissolved in the drink, which also increases the reliability of the device and simplifies its design.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874319667A SU1554871A1 (en) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Saturator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874319667A SU1554871A1 (en) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Saturator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1554871A1 true SU1554871A1 (en) | 1990-04-07 |
Family
ID=21333012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874319667A SU1554871A1 (en) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Saturator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1554871A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104121171A (en) * | 2014-07-13 | 2014-10-29 | 扬州大学 | Differential pressure type medicament adding device with diaphragm |
-
1987
- 1987-10-22 SU SU874319667A patent/SU1554871A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР 1143383, кл. А 23 L 2/00, 1985. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104121171A (en) * | 2014-07-13 | 2014-10-29 | 扬州大学 | Differential pressure type medicament adding device with diaphragm |
| CN104121171B (en) * | 2014-07-13 | 2016-03-02 | 扬州大学 | Differential pressure type barrier film medicine adding device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2499939A1 (en) | Metering pump with gas removal device | |
| IE781357L (en) | Handling a flow in a two-phase flow pipeline system | |
| US5556002A (en) | Measured liquid dispensing system | |
| SU1554871A1 (en) | Saturator | |
| US3775026A (en) | Pneumatic level control | |
| KR19980064211A (en) | Method of generating a predetermined static pressure in the test liquid of the test apparatus | |
| US2710016A (en) | Fluid-blending apparatus | |
| RU2153189C1 (en) | Device controlling flow rate of odorant | |
| SU1271359A3 (en) | Arrangement for preparing and distributing carbonized water | |
| RU2187077C2 (en) | Gas odorizing unit | |
| SU1143383A1 (en) | Apparatus for preparing and dispensing aerated water | |
| RU2366638C2 (en) | Method of metered feed of fluid and device to this end | |
| SU985459A1 (en) | Pneumatic displacement pump | |
| RU41518U1 (en) | VACUUM Sampler | |
| SU1539398A1 (en) | Pneumatic displacement pump | |
| SU1382458A1 (en) | Apparatus for metered dispense of liquid feed for milking apparatus | |
| US395651A (en) | Apparatus for purifying water | |
| SU1746079A1 (en) | Pump plant | |
| SU1126937A1 (en) | Device for adjusting chemical reagent feed | |
| SU1558518A1 (en) | Installation for washing articles | |
| SU1097260A1 (en) | Apparatus for preparing and metered issue of aerated water | |
| SU1296508A1 (en) | Tank for transporting and dispensing liquid products | |
| US1060669A (en) | Apparatus for purifying water. | |
| US639631A (en) | Carbonating apparatus. | |
| RU2006202C1 (en) | Device for preparation and batching aerated water with syrup |